全息技术能够有效实现图像深度信息重建,因此被认为是重构真实三维景象的最佳技术手段之一。传统的空间光调制器（Spatial Light Modulator,SLM）在光场重建时仅能提供微米级的分辨率,应用过程中存在视角窄、体积大和无法多个参量同时调控等缺点,具有新的波前调制结构和机制的微型光电子器件需求日益彰显。超表面在不同频率范围内均可有效调控光的电磁特性,同时伴随着微纳加工技术的蓬勃发展,使其在全息编码过程中有着显著的优势,因此基于超表面的全息显示研究受到了研究人员的广泛关注,成为一个快速发展和进步的研究领域。静态超表面全息显示技术目前已经取得了长足的发展,随着研究的深入,动态超表面全息显示越来越受到研究人员的关注。由于超表面一旦被加工制造,其结构大多被永久固定,使其应用于全息显示时往往存在着无法动态加载和实时调控以及不小的容量浪费等问题。本文主要针对上述相关问题展开研究,论文的主要研究的内容包括:1.提出了一种利用液晶的电可调特性结合介质超表面实现全息信息加密方法。可调超表面根据外部控制发生物理化学性质的变化,因此具有高双折射特性和外加电场可实时控制指向矢方向的液晶材料具有极大的应用潜力。本文通过将液晶与介质超表面集成,结合视觉密码技术,展示了一种在可见光范围内具有信息加密功能的有源超表面。秘密图像被隐藏到一组具有高度安全性的纯相位超表面全息图中,通过照射超表面全息图并调节液晶电压使得一组共享图像全息图在远场重建叠加获得秘密图像。相比于传统的信息加密技术,可调超表面全息形式变化多样,将静态的,简易的信息加密转变为动态的、复杂度高的信息加密,极大的提高了信息安全性。2.利用偏振复用和空间通道复用方法提高静态复用超表面全息显示空间信道容量和能量利用率。静态多路复用超表面对不同特性入射光的响应不同。本文基于几何相位和传输相位联合的复合相位调控方式,通过改变超表面单元结构的尺寸和方向参数,可以同时单独调控连续振幅和0到2π相位,以入射光偏振态作为信息载体实现无串扰的偏振复用超表面全息显示。这种设计在扩展超表面全息动态显示的基础上同时增加了显示图案的私密性。结合空间复用超表面设计原理,将超表面被划分的子区域一一对应于单独的空间通道,同时每个空间通道对不同入射光偏振敏感,进一步提升了动态全息显示范围,对理想的流畅超表面全息显示挑战做出尝试。